Dators ir viens no spilgtākajiem cilvēces izgudrojumiem. Pateicoties datortehnoloģijām, cilvēki ir spējuši uzglabāt un apstrādāt milzīgus datu apjomus, paātrināt dzīves ritmu, veikt aprēķinus, iepirkties tiešsaistē un sasniegt nebijušu produktivitāti. Lai pareizi izvēlētos un darbinātu ierīci, ir jāzina datoru klasifikācijas metodes.
Pasaules datorizācijas pakāpe
Datoru var definēt kā jebkuru elektronisku ierīci, kas saņem un saņem datus, uzglabā un apstrādā tos jēgpilnā, lietotājam saprotamā informācijā. Šī definīcija mūsdienās ietver daudzas noderīgas un nepieciešamas ierīces, piemēram, pulksteņus, kalkulatorus, televizorus, termometrus, klēpjdatorus, mobilos tālruņus un daudzas citas.
Visi saņem datus un veic darbības ar nepieciešamo informāciju. Dators ir tikai vispārīgs termins sistēmai, kas sastāv no daudzām ierīcēm. Agrāko laiku datori bija istabas lielumā un patērēja milzīgu daudzumu elektroenerģijas. Mūsdienās zinātnes un tehnoloģiju progress ir samazinājis mašīnu izmērus, samazinot tās līdz izmērammazas stundas. Un tas nav ierobežojums.
Šobrīd datori tiek klasificēti:
- pēc vecuma;
- jaudas un izmēra ziņā;
- pēc mērķa vai funkcionalitātes;
- pēc mikroprocesoru skaita;
- pēc bināra skaitļa "BIT";
- pēc pielietojuma jomas;
- pēc lietotāju skaita;
- atbilstoši datu apstrādes shēmām;
- aparatūrai un programmatūrai;
- atbilstoši datora atmiņas izmēram.
Piecas datoru paaudzes
Ierīces ir sagrupētas pēc paaudzes pēc vecuma. Tajos ietilpst pirmās, otrās, trešās, ceturtās un piektās paaudzes automašīnas.
Piecas datoru paaudzes atšķiras pēc informācijas apstrādes mehānismiem:
- Pirmais ir vakuuma caurulēs.
- Otrais - tranzistoros.
- Trešais - integrālajās shēmās.
- Ceturtais - mikroprocesoru mikroshēmās.
- Piektais ir viedierīces, kas spēj izmantot mākslīgo intelektu.
Pirmās paaudzes datori. Šī ir mašīnu paaudze, kas tika radīta no 1946. līdz 1957. gadam. Šīm ierīcēm bija šādas īpašības:
- Vakuuma caurules savienošanai.
- Magnētiskās bungas kā atmiņa datu apstrādei.
- Zema operētājsistēmas.
- Aizņēma daudz instalācijas vietas, dažreiz veselu telpu.
- Patērēja daudz enerģijas, tajā pašā laikā izdalot vidē milzīgu enerģijas daudzumu, kas varētu izraisītmašīnu iznīcināšana.
Otrās paaudzes datori pastāvēja no 1958. līdz 1964. gadam. Viņiem bija šādas funkcijas:
- Lietoti tranzistori.
- Mazāks ārējo iekārtu apjoms salīdzinājumā ar pirmās paaudzes datoriem.
- Patērēja mazāk enerģijas.
- Operētājsistēma bija ātrāka.
Šīs paaudzes laikā tika izstrādātas tādas programmēšanas valodas kā Cobol un Fortran un izmantotas perfokartēs datu ievadei un drukāšanai.
Trešās paaudzes datori pastāvēja no 1965. līdz 1971. gadam.
Funkcijas:
- Izmantotās integrālās shēmas (IC).
- Bija mazākas, jo tika izmantotas mikroshēmas.
- Bija liela atmiņa datu apstrādei.
- Apstrādes ātrums bija daudz ātrāks.
- Šajos datoros izmantotā tehnoloģija ir maza mēroga integrācijas (SSI) tehnoloģija.
LSI liela mēroga integrācijas tehnoloģija
4. paaudzes datori tika ražoti no 1972. gada līdz 90. gadiem. Viņi izmantoja liela mēroga integrācijas (LSI) tehnoloģiju:
- Liels atmiņas apjoms.
- Liels apstrādes ātrums.
- Mazs izmērs un cena.
- Izgatavots ar tastatūru, kas labi mijiedarbojās ar datu apstrādes sistēmu.
Šajā posmā ir notikusi strauja interneta attīstība.
Citi veiktie sasniegumi ietvēra grafiskā lietotāja interfeisa (GUI) un peles ieviešanu. Papildus GUI šāda veida datori izmanto šāduslietotāja saskarnes:
- dabiskā valoda;
- Q&A;
- komandrinda (CLI);
- veidlapu aizpildīšana.
4. datora izveidi aizsāka Intel C4004 mikroprocesors pēc tam, kad ražotāji sāka integrēt šīs mikroshēmas savos jaunajos dizainos.
1981. gadā International Business Machine prezentēja savu pirmo mājas datoru, kas pazīstams kā IBM PC.
Datoru funkcionālā atšķirība
Datoru klasifikācija pēc mērķa vai funkcionalitātes tiek iedalīta vispārējas nozīmes un speciālās lietošanas iekārtās. Pirmais atrisina daudzas problēmas. Tiek uzskatīts, ka tie ir daudzfunkcionāli, jo veic dažādus uzdevumus. Vispārējas nozīmes datoru piemēri ir galddatori un klēpjdatori.
Speciālie datori atrisina tikai noteiktas problēmas. Tie ir paredzēti tikai noteiktu uzdevumu veikšanai. Īpašam nolūkam paredzētu datoru piemēri var ietvert kalkulatorus un naudas skaitītāju.
Datu apstrādes shēmas
Datoru klasifikācija pēc datu apstrādes. Atkarībā no datu apstrādes shēmām ierīces tiek iedalītas analogajās, digitālajās vai hibrīdajās.
Analogie datori darbojas pēc mērīšanas principa, kurā mērījumi tiek pārvērsti datos. Mūsdienu analogās ierīces parasti izmanto elektriskos parametrus, piemēram, spriegumus, pretestības vai strāvas, lai attēlotu apstrādātos daudzumus. Tādi datorinav tieši saistīti ar skaitļiem. Tie mēra nepārtrauktus fiziskos lielumus.
Digitālie datori ir tie, kas strādā ar informāciju, skaitlisku vai citādu, kas attēlota digitālā formā. Šādas ierīces apstrādā datus digitālās vērtībās (0s un 1s) un sniedz rezultātus ar lielāku precizitāti un ātrumu.
Hibrīda ierīcēs ietilpst analogā datora mērīšanas funkcija un digitālās ierīces skaitīšanas funkcija. Šīs iekārtas izmanto analogos komponentus skaitļošanas nolūkiem un digitālās atmiņas ierīces glabāšanai.
Datoru klasifikācija pēc jaudas un izmēra
Datori ir pieejami dažādos izmēros, un šo atšķirību dēļ tie veic dažādus darbus ar dažādu jaudu.
Datora atmiņas klasifikācija pēc veida:
- Mikrodatori.
- Mini datori.
- Superdatori.
- Mainframes.
- Mobilie datori.
Mikrodatori. Tie ir mazāki un lētāki nekā lieldatori un superdatori, taču arī mazāk efektīvi. Piemēram, personālajiem datoriem (personālajiem datoriem) un galddatoriem.
Mini datori. Tie ir vidēja izmēra datori, kas maksā mazāk nekā lieldatori un superdatori. Piemēram, IBM vidējas klases mašīnas.
Mobilās ierīces. Personālo datoru klasifikācija ir vidēja izmēra klēpjdatori un netbook datori, kas tiek novietoti lietotāja klēpī darba laikā, mazākas rokas ierīces, kuras var turēt ar rokām -mobilie tālruņi, kalkulatori un personālie ciparasistenti (PDA).
Lieldatori. Tās ir ļoti lielas, dārgas datorsistēmas. Tie apstrādā datus ātrāk un ir lētāki nekā superdatori.
Superdatori. Ātrākas mašīnas ir ļoti dārgas, jo tās veic daudz matemātisko aprēķinu. Tos izmanto, lai apstrādātu ļoti lielu datu apjomu.
Ātrākais un jaudīgākais superdators ir ļoti dārgs, un to izmanto specializētām lietojumprogrammām, kurām nepieciešami milzīgi matemātiski aprēķini, piemēram, laikapstākļu prognozēšanai. Citi superskaitļošanas lietojumi ietver kustību grafiku, šķidruma dinamiskos aprēķinus, kodolenerģijas izpēti un naftas izpēti.
Galvenā atšķirība starp superdatoru un lieldatoru ir tā, ka pirmais visu savu jaudu novirza dažiem konkrētiem uzdevumiem, savukārt lieldatori izmanto savu jaudu, lai vienlaikus palaistu daudzas programmas. Lieldators ir ļoti liels un dārgs, un tas spēj vienlaikus atbalstīt simtiem vai pat tūkstošiem lietotāju.
Hierarhijā, kas sākas ar vienkāršu mikroprocesoru, piemēram, pulksteņi atrodas saraksta apakšā un superdatori, kas atrodas saraksta augšdaļā, lieldatori atrodas tieši zem superdatoriem. Savā ziņā lieldatori ir jaudīgāki par superdatoriem, jo tie atbalsta daudzus vienlaicīgus lietotājus, bet superdatori varpalaist vienu programmu ātrāk nekā lieldatori.
Mikrodators ir mazākā vispārējas nozīmes apstrādes sistēma. Vecākais dators ieviesa 8 bitu procesoru ar 3,7 MB un pašreizējo 64 bitu procesoru ar 4,66 GB.
Šādas ierīces var iedalīt divos veidos:
- Galda ierīces.
- Pārnēsājami mehānismi.
Atšķirība ir tāda, ka pārnēsājamās opcijas var izmantot ceļojuma laikā, kamēr galddatorus nevar pārnēsāt.
Organizācija pēc mikroprocesoru skaita
Pamatojoties uz mikroprocesoru skaitu, datorus var iedalīt:
- Secīgi.
- Paralēli.
Seriālie datori - jebkuru uzdevumu, kas tiek veikts šādās ierīcēs, veic tikai mikrodators. Lielākā daļa šo ierīču ir secīgi datori, kur jebkurš uzdevums pabeidz secīgu instrukciju no sākuma līdz beigām.
Paralēlie datori ir salīdzinoši ātri. Jauni mašīnu veidi, kas izmanto lielu skaitu procesoru. Procesori neatkarīgi veic dažādus uzdevumus un vienlaikus palielina sarežģītu programmu ātrumu. Paralēli datori atbilst superdatoru ātrumam par daudz zemākām izmaksām.
BIT atdalīšana
Šī ir datoru klasifikācija, kuras pamatā ir vārda garums. Bināro ciparu sauc par BIT. Vārds ir fiksētu bitu grupadatoram. Bitu skaits vārdā (vai vārda garums) nosaka visu rakstzīmju attēlojumu šajos bitos. Lielākajā daļā mūsdienu datoru vārdu garums ir no 16 līdz 64 bitiem.
Binārais cipars vai bits ir mazākā informācijas vienība datorā. Izmanto, lai saglabātu informāciju un iestatītu uz patiesu/false vai ieslēgtu/izslēgtu. Atsevišķa bita vērtība ir 0 vai 1, ko parasti izmanto datu glabāšanai un instrukciju ieviešanai baitu grupās. Datoru bieži klasificē pēc bitu skaita, ko tas var apstrādāt vienā reizē, vai pēc bitu skaita atmiņas adresē.
Daudzas sistēmas izmanto četrus astoņu bitu baitus, lai izveidotu 32 bitu vārdu. Bita vērtība parasti tiek glabāta virs vai zem noteiktā elektriskā lādiņa līmeņa uz kondensatora atmiņas moduļa iekšpusē. Ierīcēm, kas izmanto pozitīvu loģiku, vērtība 1 (patiesa vai augsta) ir pozitīvs spriegums attiecībā pret elektrisko zemējumu, un vērtība 0 (nepatiesa vai zema) ir 0.
Tipoloģija pēc lietojuma apgabala un lietotājiem
Datoru klasifikācija mūsdienu pasaulē ir atkarīga no to pielietojuma un mērķiem. Arī par to, cik lietotāju izmantos mašīnas savā darbā. Ierīces tiek klasificētas pēc lietojuma:
- Īpaša mērķa transportlīdzekļi.
- Vispārēja lietojuma datori.
Pirmie ir izstrādāti tikai tā, lai atbilstu konkrēta uzdevuma vai lietojumprogrammas prasībām. Instrukcijas,kas nepieciešami konkrēta uzdevuma veikšanai, tiek pastāvīgi saglabāti iekšējā atmiņā, lai tā varētu izpildīt uzdevumu ar vienu komandu. Šim datoram nav papildu iespēju, un tāpēc tas ir lētāks.
Vispārēja lietojuma datori ir izstrādāti, lai apmierinātu daudzu dažādu lietojumprogrammu vajadzības. Šajās iekārtās norādījumi, kas nepieciešami konkrēta uzdevuma veikšanai, ir pastāvīgi pievienoti iekšējai atmiņā. Kad viens darbs ir pabeigts, instrukcijas citam darbam var ielādēt iekšējā atmiņā apstrādei. Šo vispārējas nozīmes iekārtu var izmantot, lai sagatavotu algu sarakstu, krājumu pārvaldību, pārdošanas pārskatu utt.
Personālo datoru klasifikācija atkarībā no lietotāju skaita:
- Viena lietotāja režīms - resursu jebkurā laikā var izmantot tikai viens lietotājs.
- Daudzlietotāju režīms - vienu datoru jebkurā laikā koplieto vairāki lietotāji.
Datoru tīkls - vairākas savstarpēji savienotas autonomas mašīnas, kuras jebkurā laikā izmanto daudzi lietotāji.
Programmaparatūras specifikācija
Aparatūra ir fiziski komponenti, kas veido datorsistēmu. Personālo datoru programmatūras klasifikācijā programmatūra un saistītie dati ir iedalīti datortehnikai.
Aparatūrai un programmatūrai ir simbiotiskas attiecības, tas nozīmē, ka bez datora programmatūrasļoti ierobežots, un bez aparatūras programmatūra vispār nedarbosies. Viņiem ir vajadzīgs viens otram, lai īstenotu savu potenciālu.
Datoru programmatūras klasifikācija:
- Operētājsistēma ir programmatūra, kas ļauj lietotājam kontrolēt aparatūru, neiedziļinoties tās sarežģītībā.
- Utilītas programmas - veic konkrētus ar iekārtu pārvaldību saistītus uzdevumus. Datoru programmatūras klasifikācija pēc šāda veida ietver saspiešanas programmas, formatētājus, defragmentētājus un citus disku pārvaldības rīkus.
- Bibliotēku programmas ir apkopotas bieži lietotu darbību bibliotēkas. Windows sistēmā tiem parasti ir DLL faila paplašinājums, un tos bieži dēvē par izpildlaika bibliotēkām.
- Tulkotāji - neatkarīgi no valodas vai valodas veida, ko lietotājs izmanto programmu rakstīšanai, tām ir jābūt mašīnkodā, lai dators tās atpazītu un izpildītu.
- Lietojumprogrammatūra parasti tiek izmantota uzdevumiem, kuriem ir savienojums ar pasauli ārpus ierīces.
Datoru ierīču klasifikācija iedala datorus kategorijās pēc aparatūras veidiem, piemēram, cietais disks, kas ir fiziski savienots ar datoru, jebkas, kam var fiziski pieskarties. Kompaktdisks, monitors, printeris un videokarte ir datora aparatūras piemēri. Bez aparatūras dators nedarbosies un programmatūra nedarbosies.
Aparatūra un programmatūraprogrammatūra mijiedarbojas viena ar otru: programmatūra norāda aparatūrai, kādi uzdevumi tai jāveic.
Datoru nodrošināšanas klasifikācija pēc ierīces veida:
- ievades ierīces;
- krātuve;
- apstrāde;
- vadība;
- out.
Datora atmiņai raksturīgais
Datora atmiņa ir kā cilvēka smadzenes, ko izmanto datu un instrukciju glabāšanai. Datora atmiņa ir sadalīta ļoti mazās šūnās. Katrai no tām ir unikāla atrašanās vieta, katrai atrašanās vietai ir pastāvīga adrese, kas svārstās no 0 līdz 65535.
Datori galvenokārt izmanto trīs veidu atmiņu:
- Kešatmiņa ir liela ātruma atmiņa, kas paātrina procesoru. Tas darbojas kā buferis starp procesoru un galveno atmiņu. Regulāri izmantotie dati un programmu faili, ko izmanto centrālais procesors, tiek saglabāti kešatmiņā. CPU var piekļūt datiem, kad tas ir nepieciešams. Kad operētājsistēma startē, tā pārsūta dažus svarīgus failus un datus no diska uz kešatmiņu, no kurienes procesors var tiem viegli piekļūt.
- Primārā atmiņa (galvenā atmiņa). Primārajā atmiņā ir visi faili un dati vai instrukcijas, ar kurām dators darbojas. Kad dators tiek izslēgts, primārajā atmiņā saglabātie dati tiek neatgriezeniski zaudēti. Šī resursa jauda ir ierobežota. Pusvadītāju ierīce tiek izmantota primārajā atmiņā, kas ir lēnāka nekā reģistrs. Divas galvenās apakškategorijasatmiņa - RAM un ROM.
- Sekundārā atmiņa. Mēs to zinām kā ārēju. Tas ir lēnāks nekā galvenā atmiņa. Resurss tiek izmantots, lai pastāvīgi uzglabātu datus un informāciju. Procesors piekļūst sekundārās atmiņas datiem, izmantojot dažas I/O rutīnas. Sekundārās atmiņas šūnu saturs vispirms tiek pārsūtīts uz galveno atmiņu, un pēc tam centrālais procesors var tai piekļūt. Papildu atmiņas piemērs: DVD, disks, CD-ROM utt.
Pēc šīs informācijas izlasīšanas lietotājam būs viegli atbildēt uz jautājumu par datoru klasifikāciju.
5. datoru paaudze: tagadne un nākotne
Piektās paaudzes datori ir veidoti, izmantojot iepriekšējo paaudžu ierīču tehnoloģisko progresu. To ieviešanā plānots uzlabot mijiedarbību starp cilvēkiem un mašīnām, izmantojot cilvēka intelektu un datu bāzes, kas uzkrātas kopš digitālā laikmeta sākuma. Daudzi no šiem projektiem jau tiek īstenoti, bet citi vēl ir izstrādes stadijā.
Mūsdienu datoru klasifikācija 5. paaudzes ierīcēm ir sistēma, kurai ir sākums, bet nav beigas, jo šīs grupas ierīces joprojām ir izstrādes un izgudrošanas stadijā. To attīstība sākās 90. gados un turpinās šodien. Viņi izmanto tehnoloģiju liela mēroga integrācijā (VLSI).
AI paātrinājuma pionieri ir Google, Amazon, Microsoft, Apple, Facebook un Tesla. Sākotnējie rezultāti jau ir redzami viedtālrunīmājas ierīces, kas paredzētas, lai automatizētu un integrētu darbības dzīvības uzturēšanas sistēmā mājās.
